I2C mit Linux

Wenden wir das Wissen unter Linux an. Linux bringt bereits den I2C-Treiber i2c-gpio mit, der zwei beliebige GPIO-Pins als I2C-Bus ansteuern kann. Ich ergänze die Maschinendefinition des Betriebssystems "mach-smdk.4110.c" in meiner Linux-Portierung entsprechend:

static struct i2c_gpio_platform_data sds7102_i2c_pdata = {
    .sda_pin        = S3C2410_GPB(4),
    .scl_pin        = S3C2410_GPB(9),
};

static struct platform_device sds7102_i2c_chrontel = {
    .name           = "i2c-gpio",
    .id             = 1,
    .dev            = {
            .platform_data = &sds7102_i2c_pdata,
    },
};

static struct platform_device *smdk2416_devices[] __initdata = {
    ...
    &sds7102_i2c
};

Ich starte wieder das Oszilloskop, lade den Treiber und benutze das Programm i2cdetect aus der I2C-Tools-Suite, um auf den I2C-Bus zu schauen:

# i2cdetect -y 1
    0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- 76 --

Es gibt anscheinend tatsächlich ein I2C-Gerät mit der Adresse 0x76 auf dem Bus. Ich blättere durch die Datenblätter der Bauteile des Oszilloskops, die ich inzwischen angesammelt habe. Für den VGA-Chip Chrontel CH7026 kann ich keines finden, aber eines für den CH7028, der wie ein naher Verwandter scheint. Und tatsächlich, der Chip verwendet I2C für die Kommunikation und seine Adresse ist 0x76!

Das Registerformat des Chrontel-Chips wird vom i2cdump-Werkzeug unterstützt, so gebe ich mir die Registerinhalte aus.

Register 0 enthält die Geräte-ID und sollte laut Datenblatt den Wert 0x54 beinhalten. Das ist ebenfalls richtig. Nicht dass ich im Moment sehr an VGA interessiert wäre, aber wenn ich den Ausgang nutzen wollte, wäre das mein Startpunkt.

Vielleicht werde ich bei Gelegenheit probieren, einen VGA-Monitor anzuschließen und Linux neu zu starten, ohne einen Reset des Chrontel-Chips durchzu führen. Vielleicht erhalte ich dann auf dem Monitor ein Bild und kann die Chrontel-Konfiguration für eine Analyse in einer Datei sichern.

Das sind zwei weitere Pins von hundert, deren Funktion ich jetzt kenne. Schritt für Schritt erfahre ich so mehr.

Den FPGA programmieren

Ich stoße schließlich auch auf den Code, der die "fp"-Datei lädt und danach anscheinend den FPGA anspricht.

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(Foto: Christer Weinigel)

Übersetzt in Pseudo-C macht er ungefähr das, die Kommentare sind von mir:

/* Reset FPGA by driving PROG_B low for a short while */
gpio_set_value(GPK7, 0); /* drive PROG_B low */
delay_calibrated(100);
gpio_set_value(GPK7, 1); /* drive PROG_B high */

/* Wait for INIT_B to go high which indicates that the FPGA is ready */
for (i = 0; 100 > i; i++) {
    if (gpio_get_value(GPK13)) /* read INIT_B */
    break;
    delay_calibrated(50);
}
if (i == 100) {
     /* error handling */
}

Dann durchläuft der Code jedes Byte der Datei und tut das:

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(Foto: Christer Weinigel)

In Pseudo-C:

/* Shift 8 bits of data into the FPGA */
uint8_t b = fpga_data[i];
for (j = 0; 8 > j; j++) {
gpio_set_value(GPK3, 1); /* drive CCLK high */
if ((b <>< j) & 0x80)
    gpio_set_value(gpk11, 1); * set din to 1 *
else
    gpio_set_value(gpk11, 0); * set din to 1 *
gpio_set_value(gpk3, 0); * drive cclk low *
}="">

Das sieht sehr danach aus, als ob die FPGA-Daten Bit für Bit auf die Datenleitung geschoben werden.

Wenn alle Bytes durchlaufen wurden, passiert das:

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(Foto: Christer Weinigel)

gpio_set_value(GPK3, 1); /* one final CCLK edge */

/* wait for DONE to go high when the bitstream has loaded */
for (i = 0; i < 100; i++) {
    if (gpio_get_value(gpk5)) * read done pin *
    break;
    delay_calibrated(300);
}
if (i="=" 100) {
     * error handling *
}="">

Der Algorithmus entspricht praktisch genau der Beschreibung aus dem Spartan-6-FPGA-Konfigurationshandbuch zum Programmieren eines Xilinx-FPGA im Serial-Slave-Mode.